[题目]一轻弹簧左侧固定在水平台面上的A点.自然状态右端位于O点.用质量为4m的物块将弹簧压缩到B点.释放后.物块恰好运动到O点.现换质量为m的同种材质物块重复上述过程.物块离开弹簧后将与平台边缘C处静止的质量为km的小球正碰.碰后小球做平抛运动经过t=0.4s击中平台右侧倾角为θ=45°的固定斜面.且小球从C到斜面平抛的位移最短.已知物块与水平台面� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】一轻弹簧左侧固定在水平台面上的A点，自然状态右端位于O点。用质量为4m的物块将弹簧压缩到B点（不拴接），释放后，物块恰好运动到O点。现换质量为m的同种材质物块重复上述过程，物块离开弹簧后将与平台边缘C处静止的质量为km的小球正碰，碰后小球做平抛运动经过t=0.4s击中平台右侧倾角为θ=45°的固定斜面，且小球从C到斜面平抛的位移最短。已知物块与水平台面间的动摩擦因数μ=0.64，LBO=2Loc=0.5m，不计空气阻力，滑块和小球都视为质点，g取10m/s2。求：

(1)物块m与小球碰前瞬间速度的大小；

(2)k的取值范围。

【答案】（1）；（2）1≤k≤3

【解析】

(1)用质量为4m的物块将弹簧压缩到B点（不拴接），释放后，物块恰好运动到O点，由能量守恒，弹簧的弹性势能

质量为m的同种材质物块重复上述过程，由能量守恒

解得物块m与小球碰前瞬间速度的大小

(2) C到斜面平抛且位移最小，则位移的偏向角为45°，由平抛

解得

若二者发生弹性碰撞，则

得

k1=3

若二者发生完全非弹性碰撞，则

得

k2=1

k的可能值为

1≤k≤3

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(1)实验主要步骤如下：

①将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使得细线拉力做的功为合力对小车做的功。

②将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车（包含小车、小车中砝码和挡光片）的质量为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2，则小车通过A、B过程中的动能变化量ΔE=__________（用字母M、t1、t2、d表示）。

③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复②的操作。

④用游标卡尺测量挡光片的宽度d。

(2)下表是他们测得的多组数据，其中M是小车的质量，两个速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，取绳上拉力F大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，W是F在A、B间所做的功。表格中ΔE5＝________，W3＝_______(结果保留三位有效数字)。

次数	M/kg	/(m/s)2	ΔE/J	F/N	W/J
1	1．000	0．380	0．190	0．400	0．200
2	1．000	0．826	0．413	0．840	0．420
3	1．000	0．996	0.498	1．010	W3
4	2．000	1．20	1．20	2．420	1．21
5	2．000	1．42	E5	2．860	1．43

（3）若在本实验中没有平衡摩擦力，小车与水平长木板之间的动摩擦因数为。利用上面的实验器材完成如下操作：保证小车质量不变，改变砝码盘中砝码的数量（取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力），测得多组m、t1、t2的数据，并得到m与的关系图像，如图乙所示。已知图像在纵轴上的截距为b，直线PQ的斜率为k，A、B两点的距离为s，挡光片的宽度为d，则=_______(用字母b、d、s、k、g表示)。